第八章 输入.ppt

第八章 输入/输出系统 主机与I/O设备的连接 I/O系统的基本功能是： (1) 为数据传输操作选择I/O设备； (2) 在选定的I/O设备和CPU(或主存)之间交换数据。 I/O的特性 1．I/O的特性 (1) 异步性:I/O的异步性使主机和I/O设备并行工作，把相互的牵制降到最低限度。 (2) 实时性:信号是即时出现的，若不及时接收和处理，就有丢失的危险。 (3) 独立性:主机的I/O设计与具体设备无关具有独立性。 I/O的特性 1．I/O的特性 (1) 异步性:I/O的异步性使主机和I/O设备并行工作，把相互的牵制降到最低限度。 (2) 实时性:信号是即时出现的，若不及时接收和处理，就有丢失的危险。 (3) 独立性:主机的I/O设计与具体设备无关具有独立性。 I/O的特性 1．I/O的特性 (1) 异步性:I/O的异步性使主机和I/O设备并行工作，把相互的牵制降到最低限度。 (2) 实时性:信号是即时出现的，若不及时接收和处理，就有丢失的危险。 (3) 独立性:主机的I/O设计与具体设备无关具有独立性。 I/O的特性 1．I/O的特性 (1) 异步性:I/O的异步性使主机和I/O设备并行工作，把相互的牵制降到最低限度。 (2) 实时性:信号是即时出现的，若不及时接收和处理，就有丢失的危险。 (3) 独立性:主机的I/O设计与具体设备无关具有独立性。 I/O接口 I/O接口：解决主机与I/O设备之间的匹配。 主机和I/O设备之间需要交换的信息有： (1)数据信息 (2)控制信息：控制管理命令 (3)状态信息：如I/O设备的忙、闲等标志 (4)联络信息：时序 (5)I/O设备识别信息：寻址 I/O信息传送控制方式 1. 程序直接控制方式：由cpu控制I/O 2. 程序中断控制方式：I/O设备在完成了数据传送的准备工作后，主动向CPU提出传送请求，CPU暂停正在执行的程序，转向信息交换服务。 3. 直接存储器存取(DMA)控制方式：在主存储器和I/O设备之间开辟直接的数据通路，完全由硬件进行成组信息传送，基本上不需要CPU介入。 4. I/O通道控制：不论交换信息多少，CPU只干预两次(启动和停止)。 5. 外围处理机方式：是通道方式的进一步发展。由于外围处理机基本上独立于主机工作，它的结构更接近于一般处理机，甚至就是一般的微、小型计算机。从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。 程序直接控制方式 用程序实现主机与I/O设备间的信息交换。 程序每执行一次，只能传送一个数据，由一条I/O指令执行。根据I/O设备的不同性质，这种传送方式又可分为无条件传送和程序查询方式两种。 无条件传送方式： I/O端口总是准备好，CPU无需查询I/O设备的工作状态。 程序查询方式： CPU在程序中查询I/O设备的工作状态。 程序查询方式接口 程序查询方式接口 程序中断控制方式 CPU能够响应I/O设备随机提出的请求，实现CPU与I/O设备的并行工作。 中断的作用和分类 一.中断的作用和分类 中断：计算机系统运行时，出现来自处理机以外的任何现行程序不知道的事件，CPU暂停现行程序，转去处理这些事件，待处理完毕，再返回原来的程序继续执行，这个过程称为中断。 这种控制方式称为程序中断控制方式。如图8-8所示。 中断请求和中断判优 一、中断请求的提出和传送 1. 中断源的建立 一般是为每个中断源设置一个触发器，称为中断触发器。 当某个中断源有中断请求时，其相应的中断请求触发器置成“1”状态，此时，该中断源向CPU发出中断请求信号。 多个中断请求触发器构成一个中断请求寄存器。 大多数CPU是在指令周期结束时检查中断输入，根据中断字的内容确定中断的性质，以便调用相应的服务程序进行处理。 中断响应和中断处理 一、中断响应 中断响应：即完成由现行程序切换到中断服务程序的过程。 1. CPU响应中断的条件 (1) 中断源有中断请求 (2) CPU允许中断 (3) 一条指令执行完毕 2.中断处理的过程 多重中断和中断屏蔽 一、多重中断 多重中断是指在处理某一中断过程中又发生了新的中断，从而中断该服务程序的执行，又转去进行新的中断处理，这种重叠处理中断的现象又称为中断嵌套。 CPU是按中断的优先级别对中断源进行服务的。 中断方式的接口 具有中断能力的I/O设备接口是由